钢轨焊接施工技术探究

赵伟

（中铁二十二局集团第二工程有限公司，北京 100000）

1 铝热焊法

钢轨铝热焊法在实际施工中不断广泛应用。它能够通过高效率的方式在现场及时处理轨道焊接的主要方法。其中钢轨铝热焊法的主要特点为：钢轨焊接设备使用十分简单且操作方便，对于这种效率较高的钢轨铝热焊，绝大多数适应工作的能力较强，并且其中的质量安全可靠。

1.1 焊接原理

当钢轨铝热焊接在准备装置的同时，需要将钢轨预热到600℃之内，则不能超出。与此同时，在焊剂放入坩埚的过程中，需要通过高温火柴的使用将焊剂全部点燃。另外，焊剂会通过高温化学反应将产生的钢水灌输到坩埚当中。所以，当化学反应完全稳定之后，再将坩埚中存留的钢水转移到砂模中。除此之外，由于化学反应产生的熔渣比较轻，导致其中大部分会浮在砂模的缺口当中，并且促使将残渣流入到接渣斗里。所以。只有通过高温火柴熔化的钢水，才能够保障钢轨接头两侧端口部分完全冷却，促使最终形成钢轨焊接接口。

1.2 焊接材料

（1）通常采用氧化铁粉焊剂，将选择的焊剂应用于U74、PD3、U71Mn的相关材料，只有这种材质才能够满足钢轨焊接。（2）必须选择砂模，并且根据钢轨焊接接口的型号以及规格选择砂模并进行应用。（3）选择使用一次性的坩埚，液化气与氧气作为燃料对钢轨进行预热。

1.3 焊接工艺要领

砂模安装。在处理好的钢轨缝上安装砂模，安装成功之后，采用砂泥对缝隙进行填补，避免钢水出现漏水的现象。其中焊缝间缝隙为26±2mm。

安装模具。在砂模进行安装的过程中，需要将钢轨上的砂模打磨成细沙，这样可以减少钢轨焊接与砂模两者之间存在的缝隙。因此，砂模通过底托在安装的同时，将钢轨缝中心线完全对称，只有这样才能够在钢轨安装结束之后，采用物体将砂模口全部覆盖。另外，在砂模的模具安装完成之后，用手将封箱泥的缝隙以及模具缝隙全部均匀填实涂平，但是不能超出其中的范围，防止出现水汽不容易排出的现象发生。

预热。以现在使用最广泛的60kg/m钢轨为例。60kg/m钢轨焊接的氧气压力为0.6MPa，则液化气的压力为0.04MPa，其中氧气流量为3500L/h，所以在预热的过程中必须要保障预热时间不能超出五分钟。因此，如果预热钢轨焊接的时间忽长忽短，那么，则直接影响钢轨焊接的焊缝无法正常融合。所以，当预热仅剩3s时，选择使用高温火柴材料，因为只有高温火柴才能够保障冶金的反应能力。另外，拆模的时间大概为3.5min左右，所以在采用气割方式将模帽口进行切割，并且在切割完成后采用砂轮打磨的方式磨平。

浇铸。在浇铸的过程中，必须提前做好准备工作，这样预热结束后，将砂芯放在砂模最中心的位置，促使将坩埚以最快的速度放到模具上。或者在高温火柴点燃后，将高温火柴插入钢轨焊接焊料的中心，大约在25mm左右。其中，预热的两种材料点燃的时间不能超出30s。因此，当废渣在停止流动的过程中，需要在5min后将废渣全部移走。

推瘤。首先将模具夹逐一拆除，将钢轨面以及轨头两个方面的侧面所存在的金属物彻底清理。其次，根据时间计时开始，6.5min后将钢轨焊接焊头推瘤。另外，推瘤后将底板进行拆除，将冒口柱正处于温热状态的同时，再将其彻底折弯，并且等到冷却后将冒口柱彻底除掉。

2 施工现场的移动式闪光焊

施工现场使用广泛的还有移动闪光焊。其中的原理主要采用电流，通过电流将钢轨焊接所产生的热量对局部端面全部溶化，熔化后利用顶端完成钢轨焊接。除此之外，由于钢轨焊接工件内部存在热源，所以将其中的热量全部集中，才能够促使其加热时间比较短，使得钢轨焊接可以完全不需要金属填充，则冶金在制造的过程中十分简单，因为冶金热影响区非常小，所以钢轨焊接接头的质量更好。其中施工工艺包括以下几个方面。

2.1 焊前准备

在钢轨焊接单元前，必须先安装支点滚筒进行使用，并且将钢轨焊接的焊长全部摆正，再将焊机正对准位置，提前做好钢轨焊接的全部准备工作。因此，当钢轨焊接在接头的同时，接头两端的范围在700mm内，应全部打磨去除钢轨表面的氧化层，使其导电良好。另外，可以通过夹紧钢夹的动作对两端的钢轨焊接接头进行及时调整，其中也可以调整垂向尖峰以及其他的工作边，只有这样才能够夹紧在钢轨线轴的中心。

2.2 自动焊接

自动焊接在整体实施过程中主要分为四个阶段，一是闪平，二是预热，三是闪光以及烧化，四是顶锻等阶段，与此同时，必须由控制柜能够指挥的钢轨焊接程序全部自动完成。

2.3 焊瘤推凸

在钢轨焊接完成最后的几秒，将焊机推凸装置的自动化程序，将钢轨焊接周围以及周边的焊瘤全部推平。通过这种闪光焊的方式，使其通过顶锻的施压过程致使焊接接头呈现锻造组织特征，只有这样才能够将顶端在施压的同时，促使钢轨焊接接头体现出锻造性的组织结构。除此之外，如果高温接头的方式无法促使接头承担其中的压力，那么就很容易造成不良状况，造成严重影响，甚至导致钢轨焊接焊缝无法正常磨平，最终产生焊接产生的严重缺陷。

2.4 焊后粗磨

采用角磨机的方式，将钢轨焊接焊缝的顶面以及工作面进行打磨，除此之外，其中也包括轨底角的表面必须全部磨平。

2.5 矫直

根据矫直机将钢轨焊缝全部进行矫直，并且采用钢轨焊缝的相关要求将轨顶上方以及工作面达到平滑的满意程度。与此同时，当使用人工采用打磨机的同时，需要将钢轨焊接的钢轨踏面以及周边全部按照相关标准进行设计打磨。

2.6 探伤和外观检查

钢轨焊接焊头在打磨的过程中，焊头必须进行探伤，并且还要将不合格的重焊全部锯掉，只有这样才可以有效保障焊头能够达到合格率的100%。除此之外，在钢轨焊接的外部进行检查时，必须选择使用1m的直尺，这样可以将踏面、工作边以及轨底进行全面检查。另外，根据平直的相关要求进行有效制定，并且将不符合相关要求的焊缝切除重焊。

3 气压焊

气压焊需要氧气和乙炔混合后点燃加热轨缝外，其余的过程中与电阻焊的类型完全相同。但由于气压焊受人的因素影响大，且不可控因素多，目前使用较少。气压焊主要的焊接工艺分为几个方面。

3.1 焊前钢轨端面打磨

当焊接在钢轨端面打磨的同时，需要采用机器化的打磨方式，然后再采用人工采用矬刀的方式，将机器无法打磨的地方进行精细打磨，并用四氯化碳把断面清洗干净。

3.2 对轨和夹轨

串轨。串轨主要根据钢轨的大概位置进行，其中采用钢轨支撑架的方式进行支撑，然后再采用串轨钢轨的方式将两者之间的距离调整到合适的位置，最重要的是根据焊轨的位置相应调整。另外，在串轨的过程中，必须时刻注意钢轨出现碰撞的情况，但同时如有出现碰撞，就需要全部打磨矬修。

对轨。对轨焊接的主要工作是将钢轨焊接出现的裂缝全部调平和调整。另外，根据焊缝之间的距离将两端全部调查，其中将距离焊接端面20m以内前后进行调直与调平。

调整轨缝。当钢轨轨缝进行调整的过程中，需要将压接机放在钢轨上，并且将其中的钢轨缝调整为8～15mm。另外，在轨缝调整完成之后，将压接机直接转移到焊缝处，并且将其进行有效固定，但是焊缝内侧中心不能超出230～250mm。

安装加热器。在压接机完全固定后，立即安装加热器，并且根据其中的要求调整钢轨与平面之间存在的距离，另外，再将火孔以及钢轨平面作为垂直状，这样方便通气和安装水管路。

点火焊接。当端面处理完成后，开始点火焊接。在焊接加热的同时必须严格检查运转设备的工作情况。查看其是否正常运行。另外，当相关操作人员路过的同时，需特别注意不能踩踏气管，这样可以避免加热器出现断火等危险的发生。

4 结语

综上所述，钢轨焊接中无缝线路可以将钢轨焊接的使用寿命延长，也能够保障列车正常运行，通过钢轨焊接的方式为列车的安全带来更多好处。除此之外，无缝线路已经将自身存在的问题全部处理完毕，所以只有不断使用钢轨焊接无线路线，才能够保障列车的顺利运行以及钢轨焊接在我国的稳定发展。